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M形空间钢管桁架屋盖结构方案设计及有限元分析
陈露
中衡设计集团股份有限公司苏州215021
摘要:本文对M形空间钢桁架屋盖进行了结构方案设计分别在结构①面和②面设计采光面提出了两种结构方案。采用Midas/Gen软件对两种结构方案进行了有限元分析得出了主要受力构件的应力-应变状态计算结果显示两种方案应力比均满足要求截面较小的方案通过起拱挠度满足要求。随后本文对支座连接进行了初步设计为同类工程改造设计提供了参考。
关键词:多折屋盖方案设计有限元分析支座连接
Abstract: In this paper, the structural design of the M-shaped space steel truss roof is presented.Two structural schemes are proposed respectively on front and back l ighting surface.By using finite el’ement analysis software Midas/Gen, the paperfigures outthe main stress components stress-strain state of twoschemes.Thecalculation results showthatthe twoschemes cansatisfythe requirement of stress ratio, and the smal lersection meets the requirements through arching deflections.Afterthat, this papergives a prel iminary design of the support connection,which provides a reference forthe design of simi lar projects.
Keywords:multiple-folding roof, conceptual design, finite element analysisjoints of support
0项目概述
随着经济的发展和科学技术的不断进步人们对结构的空间和跨度的要求越来越高。钢管桁架结构作为一种典型的空间结构体系其自身截面特性良好具有承载性能高、造型美观、外型简洁、流畅、节点形式简单、施工简单、节省材料等特点 因此在建筑结构尤其是大跨度空间结构中得到了广泛的应用。本文采用M形空间钢管桁架进行了屋盖结构方案设计并采用Midas/Gen软件对其进行了有限元分析。
在某学校改扩建项目中少年科学馆是其标志建筑集学习、参观、展示、交流于一体的综合空间。其中庭顶部设计一双坡多折钢屋盖该部位作为室内空间向室外中庭的延续使用了大片天窗幕墙营造轻盈通透的感觉。这就要求不能有多余的结构构件普通的平面和空间钢桁架显然不能满足美观要求。现拟充分利用现有的M形造型来设计异形空间钢桁架力求做到建筑与结构完美结合对结构方案进行比选和探讨。建筑设计示意图及屋盖效果图如图1、 图2所示平面布置图如图3所示。
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